W niniejszym rozdziale przedstawiona zostanie analiza magnetycznych właściwości objętościowych kryształów Ge1-x-yPbxCryTe. Wyjaśnione zostaną zmienne temperatu-ry przejść magnetycznych obecnych w niskich i wysokich temperaturach, wyznaczone zostaną wartości magnetycznej stałej wymiany Jpd oraz określony zostanie wzajemny wpływ poszczególnych faz na ich właściwości magnetyczne. Zgromadzone w poprzednich rozdziałach dane pozwalają na przeprowadzenie obliczeń teoretycznych według modelu Sherringtona i Southerna z późniejszymi poprawkami Eggenkampa (opis zastosowanego modelu przedstawiono w rozdziale 4.2).
Tabela 12.5: Znane fazy tellurku chromu oraz ich temperatury Curie TC.
Faza TC [K] Referencja
CrTe wykaza-ły, iż w badanym stopie obecne są wytrącenia chro-mowe, których stechiometria najbliższa jest związ-kowi Cr5Te8. Niemniej jednak znanych jest sze-reg związków Cr-Te o znacząco różnych struktu-rach i stechiometriach, wykazujących przejście do stanu ferromagnetycznego w różnych temperatu-rach. W Tabeli 12.5 zebrano dane dotyczące zna-nych faz chromowo-tellurowych wraz z ich tem-peraturami Curie TC. Zgromadzone dane pokazu-ją, iż TC związków telluru z chromem zawiera się w szerokim zakresie od 18 K aż do 360 K. Ponad-to temperatura krytyczna związków tych podat-na jest w zpodat-nacznym stopniu podat-na niewielkie zmia-ny stechiometrii [218,225] czy też zmiany struk-tury krystalograficznej [225]. Spośród wyszczegól-nionych związków w Tabeli12.5żaden nie wykazu-je temperatury krytycznej bliskiej obserwowanemu przejściu niskotemperaturowemu, a najbardziej zbliżoną do wartości wysokotemperatu-rowego TSG ∼ 145 K wykazuje związek Cr2Te3, dla którego TC = 170 K [226]. Jednak wyniki analizy SEM-EDS zaprzeczają obecności tej fazy w badanych kryształach. Zwią-zek Cr5Te8, którego stechiometria najbliższa jest co do wartości charakteryzującej wystę-pujące w materiale wytrącenia chromowo-tellurowe, wykazuje TC ∈ h190 ÷ 245i K [225].
Należy podkreślić, iż dla Cr5Te8tak znaczące zmiany temperatury Curie są konsekwencją zmiany stosunku zawartości jonów chromu do zawartości jonów telluru. TC rośnie więc w kryształach Cr5Te8 wraz ze wzrostem koncentracji jonów Te w materiale, co związane jest z przejściem strukturalnym z fazy jednoskośnej do trygonalnej. Dla struktury jed-noskośnej ferromagnetyczne oddziaływania nadwymiany są mniej efektywne oraz sprzę-gana antyferromagnetycznie jest większa część jonów, niż ma to miejsce dla struktury trygonalnej [225]. Faza Cr5Te8 obecna w badanych kryształach znajduje się w obszarze stechiometrycznym wskazującym na strukturę trygonalną, przy czym udział jonów Cr w klastrach jest większy niż w próbkach z pracy [225]. Niemniej jednak, klastry chromowe
12. Wyniki charakteryzacji kryształów Ge1−x−yPbxCryTe 115 w kryształach Ge1-x-yPbxCryTe wykazują niższe temperatury przejścia magnetycznego.
Wynika to z zastosowania różnej metodologii określania temperatury przejścia magne-tycznego. W niniejszej rozprawie wyznaczone wartości TSG związane są z pozycją mak-simum podatności zmiennopolowej, podczas gdy w pracy [225] TC jest ekstrapolowaną temperaturą Curie. Należy ponadto pamiętać, iż w przypadku badanych kryształów faza Cr5Te8 stanowi wytrącenia losowo umieszczone w matrycy GePbTe, i prawdopodobnie z tego powodu obserwujemy przejście magnetyczne tej fazy do stanu o charakterze szkła spinowego. Również poszczególne wytrącenia w obrębie danego kryształu różnią się w nie-wielkim stopniu stechiometrią między sobą, co w rezultacie powinno powodować różne temperatury przejścia magnetycznego poszczególnych klastrów oraz mieć również wpływ na obserwowane makroskopowo właściwości fazy Cr5Te8 w badanym materiale.
Kryształy Ge1-x-yPbxCryTe stanowią układ trójfazowy. Wytrącenia Cr5Te8 rozmie-szone są losowo w matrycy bazującej na GeTe, która zawiera również bliźniacze kla-stry oparte na PbTe. Zarówno w matrycy jak i w klastrach rozpuszczone zostały jony chromu na zbliżonym poziomie domieszkowania, a fazy różnią się między sobą zdecy-dowaną przewagą odpowiednio jonów germanu lub jonów ołowiu w podsieci kationowej półprzewodnika. Ze względu na obecność w matrycy i klastrach jonów Cr, obie fazy za-liczają się do półprzewodników półmagnetycznych i w skutek obecności oddziaływania RKKY mogą wykazywać przejście do stanu uporządkowanego magnetycznie. Pomiary magnetometryczne wykazały, iż kryształy Ge1-x-yPbxCryTe wykazują dwa przejścia ma-gnetyczne. Przejście wysokotemperaturowe (TSG ∼ 145 K) zostało przypisane obecnym w materiale wytrąceniom fazy Cr5Te8. Za magnetyczne przejście niskotemperaturowe występujące w temperaturach z zakresu 39–67 K odpowiadać musi więc jedna z pozosta-łych faz zidentyfikowanych w badanych próbkach. Matryca i klastry z powodu różnego składu chemicznego powinny charakteryzować się innymi wartościami stałej wymiany Jpd. DMS bazujące na GeTe [25,190,191] wykazują wyższe wartości Jpd od tych opar-tych na PbTe [88]. Z tego względu mając na uwadze zbliżone koncentracje jonów Cr w obu fazach możemy wyciągnąć wniosek, iż magnetyczne przejście niskotemperaturowe związane jest z uporządkowaniem jonów Cr w matrycy. Klastry bazujące na tellurku ołowiu za względu na niską zawartość chromu (yclr ¬ 0.005) i niewielką stałą wymiany prawdopodobnie są paramagnetyczne, bądź też wykazują przejście magnetyczne poniżej badanego zakresu temperatur, tj. T < 4.3 K.
Powiązanie niskotemperaturowego przejścia magnetycznego z bazującą na tellurku germanu matrycą, pozwala przeanalizować wpływ jej zmiennego składu chemicznego na właściwości magnetyczne materiału. Na Rysunku 12.14 przedstawiono zależność tempe-ratury magnetycznego przejścia niskotemperaturowego od zawartości chromu w matry-cy. Widzimy, iż kryształy, dla których w matrycy koncentracja chromu ymtx ¬ 0.005, wykazują przejście matrycy do stanu typu szkła spinowego, podczas gdy dla wyższych wartości ymtx obserwowane jest przejście paramagnetyk-ferromagnetyk. Jednocześnie kryształy o stanie ferromagnetycznym wykazują wyższe temperatury przejścia magne-tycznego. W jednorodnych półprzewodnikach półmagnetycznych, w których uporządko-wany stan magnetyczny jest wynikiem dalekozasięgowych oddziaływań magnetycznych typu RKKY, charakterystyczną zależnością jest wzrost temperatury krytycznej wraz ze wzrostem koncentracji jonów paramagnetycznych [110–112]. W przypadku kryszta-łów Ge1-x-yPbxCryTe dla przejść matrycy do stanu typu szkła spinowego obserwujemy nieznaczny i niemonotoniczny spadek temperatury przejścia TSG w funkcji ymtx oraz wzrost TC(ymtx) dla przejść do stanu ferromagnetycznego. Należy jednak podczas analizy uwzględnić fakt, iż matrycę stanowi układ czteroskładnikowy, w którym zawartość jonów
116 IV Właściwości kryształów Ge1−x−yPbxMnyTe i Ge1−x−yPbxCryTe
Rysunek 12.14: Temperatura przejścia magnetycznego matrycy kryształów Ge1-x-yPbxCryTe w funkcji zawartości chromu w matrycy. Dane eksperymentalne przedstawiono w postaci punk-tów. Linie reprezentują zależności TSG(ymtx) i TC(ymtx) odpowiednio dla zakresu typu szkła spinowego i ferromagnetycznego uzyskane z modelu Sherringtona-Southerna dla wartości stałej wymiany Jpd podanych na wykresie. Liczby oznaczają zawartość ołowiu w matrycy xmtx.
ołowiu kosztem jonów germanu ulega zmianie, a zatem stała wymiany Jpd w poszcze-gólnych kryształach prawdopodobnie ulega zmianie. Wpływ koncentracji xmtx wyraźnie widoczny jest w omawianym przypadku, zarówno dla matrycy ferromagnetycznej jak i typu szkła spinowego. Przy niewielkich zmianach zawartości Cr obserwujemy wyższe temperatury przejścia magnetycznego, gdy koncentracja Pb w matrycy jest mniejsza.
Wartości xmtx przedstawiono na Rysunku 12.14.
Wpływ zmiennej zawartości jonów ołowiu widoczny jest również w wyznaczonych wartościach stałej wymiany Jpd. Na Rysunku12.14liniami przerywanymi przedstawiono zależności TSG(ymtx) i TC(ymtx) odpowiednio dla próbek z matrycą o charakterze typu szkła spinowego lub ferromagnetycznym, wraz z odpowiednimi wartościami stałej Jpd
najlepiej odwzorowującymi dane eksperymentalne. Krzywe wyliczone zostały zgodnie ze wzorami 4.16 i4.17 modelu Sherringtona-Southerna. Prezentowane wyniki obliczeń mo-delu S-S wskazują, iż w zakresie typu szkła spinowego dla matrycy otrzymano stałą wy-miany Jpd z przedziału od 1.51 eV do 2.34 eV, oraz Jpd = 1.90 i 2.26 eV (∆Jpd= 0.05 eV) w przypadku matrycy ferromagnetycznej. Malejąca zależność Jpd(ymtx) dla matrycy ty-pu szkła spinowego odzwierciedla wspominany już wpływ zmiennej zawartości jonów Pb. Ponieważ PbTe i GeTe charakteryzują się innymi stałymi wymiany, to stosunek Pb/Te ma istotny wpływ na wartość Jpd matrycy. W obszarze typu szkła spinowego efekt ten jest dobrze widoczny, gdyż próbki te mają zbliżone wartości koncentracji no-śników (p ∼ 1.9 × 1020 cm−1), i parametr ten nie wpływa w istotny sposób na zmiany wartości stałej wymiany w poszczególnych próbkach. Dla dwóch próbek z ferromagne-tyczną matrycą odmienne wartości koncentracji nośników (różnica o 1.0 × 1020 cm−1) w większym stopniu niż zmiany zawartości ołowiu wpływają na wyznaczone wartości stałej wymiany.
12. Wyniki charakteryzacji kryształów Ge1−x−yPbxCryTe 117 Otrzymane z modelu S-S wartości magnetycznej stałej wymiany Jpd = 1.51–2.34 eV są znacznie wyższe od wartości Jpd = 0.77–0.88 eV w kryształach objętościowych Ge1-xCrxTe [26], nawet pomimo obecności jonów Pb, które powodować powinny obniżenie wartości Jpd. Wytłumaczeniem zdecydowanie większych wartości stałej wymiany są obec-ne w matrycy wytrącenia chromowe. Występująca w materiale faza Cr5Te8, której przej-ście do stanu uporządkowanego następuje w wyższych temperaturach aniżeli przejprzej-ście magnetyczne matrycy, w istotny sposób wpływa na oddziaływania magnetyczne w ma-trycy. Faza Cr5Te8 w temperaturach poniżej swojego przejścia magnetycznego wytwarza w materiale stałe pole magnetyczne, które ułatwia porządkowanie się momentów magne-tycznych chromu znajdujących się w matrycy. W efekcie należy traktować wyznaczone Jpd jako pewne wartości "efektywne", które nie opisują matrycy w sposób ścisły, uwzględnia-jące również oddziaływania fazy Cr5Te8 z matrycą. Niemniej jednak otrzymane wartości posłużyć mogą w analizie porównawczej z danymi literaturowymi dotyczącymi kryszta-łów Ge1-xCrxTe. Na Rysunku 12.15 zestawiono otrzymane temperatury krytyczne dla badanych kryształów Ge1-x-yPbxCryTe wraz z wynikami dla Ge1-xCrxTe [26]. Jak wynika z Rysunku 12.15w obu przypadkach obserwowane są dwa rodzaje uporządkowania ma-gnetycznego: typu szkła spinowego i ferromagnetyczne. Jednakże w przypadku badanych kryształów Ge1-x-yPbxCryTe stan ferromagnetyczny obserwowany jest już dla zdecydowa-nie mzdecydowa-niejszej koncentracji jonów Cr. Należy przy tym podkreślić, iż zarówno otrzymane temperatury przejścia matrycy do stanu ferromagnetycznego TC, jak i typu szkła spino-wego TSG, są wyższe niż te wyznaczone w Ge1-xCrxTe [26]. Widzimy również, że wyż-sze temperatury krytyczne badanego materiału uzyskane zostały przy znacznie niższych koncentracjach jonów Cr. Wynik ten potwierdza znaczny wpływ wytrąceń Cr5Te8 na właściwości magnetyczne pozostałych faz. Faza Cr5Te8 pozwala na osiąganie relatywnie wysokich temperatur krytycznych matrycy, przy jej niewielkim domieszkowaniu jonami magnetycznymi. Otrzymany wynik zgodny jest z pracami postulującymi, iż rozwiązaniem
0 1 2 3 4 5 6
Rysunek 12.15: Zestawienie temperatur krytycznych matrycy kryształów Ge1-x-yPbxCryTe oraz półprzewodnika Ge1-xCrxTe [26] w funkcji zawartości jonów chromu.
118 IV Właściwości kryształów Ge1−x−yPbxMnyTe i Ge1−x−yPbxCryTe niewystarczająco wysokich temperatur krytycznych w półprzewodnikach półmagnetycz-nych jest tworzenie materiałów kompozytowych [228]. W kompozytach istnieją bowiem dwa sposoby modyfikowania porządkowania się spinów matrycy DMS. W pierwszym, uporządkowane klastry magnetyzują momenty magnetyczne jonów paramagnetycznych rozpuszczonych w półprzewodniku poprzez indukowanie polaryzacji spinowej nośników.
W drugim, oddziaływania przenoszone przez swobodne nośniki pomiędzy momentami magnetycznymi ulegają zmianie w pobliżu klastrów poprzez dodatkowy kanał przeno-szenia oddziaływań przez uporządkowaną fazę.
12.5 Podsumowanie
Zebrany obszerny materiał doświadczalny dotyczący właściwości strukturalnych, ma-gnetycznych i magnetotransportowych objętościowych kryształów Ge1-x-yPbxCryTe wraz z przeprowadzoną szczegółową analizą zgromadzonych danych, pozwolił wyciągnąć szereg wniosków na temat mechanizmów fizycznych odpowiedzialnych za obserwowane właści-wości:
Struktura krystaliczna
Objętościowe kryształy Ge1-x-yPbxCryTe, których badania podjęto w niniejszej pracy, charakteryzują się średnią zawartością jonów podstawieniowych z zakresu 0.181 < x < 0.220 i 0.017 < y < 0.043.
Analiza uzyskanych wyników z proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej wykazała, iż badane kryształy stanowią układ trójfazowy. Matrycę materiału stanowi struktura romboedryczna o parametrach krystalograficznych bliskich niedomieszkowanemu GeTe. Klastry z kolei charakteryzują się strukturą kubiczną o parametrach bliskich PbTe. Trzecią fazę tworzy związek chromu z tellurem.
Szereg wysokorozdzielczych obrazów powierzchni z kontrastem materiałowym a także widma rentgenowskie uzyskane w pomiarach SEM-EDS wykazały, iż po-szczególne fazy różnią się w sposób znaczący składem chemicznym. Jony ołowiu zostały rozpuszczone w matrycy jedynie w niewielkim stopniu ( ∼0.5 %), podczas gdy w submikronowych klastrach zawartość Pb przekracza 60 %. Zarówno w ma-trycy jak i klastrach jony Cr stanowią mniej niż 1 %, a zdecydowana większość jonów chromu związana została z wytrąceniami Cr5Te8. Jony chromu tworzą więc chętniej związki z tellurem, niż rozpuszczają się w GePbTe. Ponadto zgromadzone dane wskazują, że chrom w matrycy w większości wbudowuje się w strukturę GeTe, a w klastrach znaczna część Cr zajmuje pozycje międzywęzłowe.
Magnetyzm
Zbadane temperaturowe zależności zmiennopolowej podatności magnetycznej χ0 wykazały dla każdego kryształu dwa przejścia magnetyczne, pierwsze w zakresie 130–150 K oraz drugie w temperaturach około 40 K. Analiza wpływu częstotli-wości pola magnetycznego na temperaturę obserwowanych przejść magnetycznych pozwoliła określić współczynnik Mydosha RM, wykładnik potęgowy zv oraz czas relaksacji spinowej τ0. Otrzymane wyniki wskazują, że wszystkie wysokotempe-raturowe przejścia następują do stanu typu szkła spinowego, natomiast przejścia niskotemperaturowe zmieniają swój charakter w funkcji składu chemicznego: dla
12. Wyniki charakteryzacji kryształów Ge1−x−yPbxCryTe 119 y ¬ 0.035 mamy stan typu szkła spinowego z wkładem oddziałujących klastrów jonów Cr oraz dla y = 0.038, 0.043 mamy przejście paramagnetyk-ferromagnetyk.
Pomiary magnetometryczne z użyciem statycznego pola magnetycznego zgodne są z wynikami badań zmiennopolowych. Krzywe FC i ZFC funkcji M (T ) potwierdzają różny charakter obserwowanych przejść magnetycznych, a ich rozbieżność wskazu-je na obecność frustracji spinowej w badanym materiale. Wyniki χdc potwierdzają wartości temperatur krytycznych wyznaczonych w oparciu o pomiary zmiennopo-lowej podatności magnetycznej.
Wyniki charakteryzacji kryształów w silnych polach magnetycznych wykazały, iż w zależności od obserwowanego stanu magnetycznego w niskich temperaturach, nasycenie namagnesowania osiągane jest przy różnych wartościach indukcji pola magnetycznego, na co wpływ ma konkurowanie oddziaływań ferro- i antyferro-magnetycznych w układach szkieł spinowych. Stwierdzona rozbieżność pomiędzy wartościami namagnesowania nasycenia z eksperymentu i teorii wskazuje, że część jonów chromu jest magnetycznie nieaktywna lub znajduje się w innym stanie ła-dunkowym niż Cr2+. Wszystkie kryształy wykazują pętle histerezy o polu koercji i remanencji przyjmujących odpowiednio wartości z przedziału 345–1277 Oe oraz 0.3–0.8 emu/g w temperaturze 4.5 K.
Parametry elektronowe
Wykonane badania oporności właściwej oraz efektu Halla w funkcji temperatury pozwoliły określić szereg parametrów elektronowych charakteryzujących kryształy Ge1-x-yPbxCryTe jak i określić ich zależności temperaturowe. Oporność właściwa stopu rośnie wraz z temperaturą wykazując zachowanie typowe dla półprzewodni-ków zdegenerowanych. W temperaturze pokojowej przyjmuje ona wartości od 1.9 do 12 ×10−3 Ωcm. Ponadto w zależności ρxx(T ) widoczny jest wpływ właściwości gnetycznych materiału. W temperaturach bliskich zdefiniowanym przejściom ma-gnetycznym obserwowane są minima ruchliwości nośników na skutek rozpraszania krytycznego na fluktuacjach namagnesowania i powiązane z tym lokalne maksima funkcji ρxx(T ). Wszystkie kryształy są półprzewodnikami typu p, których koncen-tracja swobodnych nośników (rzędu 1020 cm−3) rośnie niemonotonicznie wraz ze wzrostem zawartości w materiale ołowiu jak i chromu, co świadczy, iż domiesz-kowanie jonami Pb i Cr skutkuje wzrostem liczby wakansji w podsieci kationowej GeTe. Ponadto koncentracja p nie ulega znacznym zmianom w funkcji temperatury.
Pomiary efektu Halla w funkcji pola magnetyczego nie wykazały histerez funkcji ρxy(B) oraz oznak anomalnego efektu Halla, pomimo iż badane kryształy wykazują wyraźne magnetyczne pętle histerezy. Oznacza to, że jony Cr nie są efektywnymi centrami rozpraszania nośników w kryształach Ge1-x-yPbxCryTe.
Magnetoopór
Wyniki pomiarów zależności oporności właściwej od pola magnetycznego wykazały, że w badanym materiale istnieją trzy przyczynki wnoszące wkład do całkowitego magnetooporu. W temperaturach niższych od temperatury przejścia magnetycz-nego TSG wytrąceń Cr5Te8 obserwujemy wkład klasycznego kwadratowego magne-tooporu w niskich polach (|B| < 3 T), oraz dla pól większych wkład liniowy wy-nikający z granularnej natury związku. W zakresie wysokotemperaturowego przej-ścia magnetycznego wytrąceń chromowych dominuje ujemny magnetoopór, którego
120 IV Właściwości kryształów Ge1−x−yPbxMnyTe i Ge1−x−yPbxCryTe maksimum amplitudy znajduje się w TSG. Efekt ten związany jest z rozpraszaniem krytycznym.
Natura obserwowanego magnetyzmu
Wnikliwa analiza danych zgromadzonych w licznych eksperymentach wsparta teorią oraz danymi raportowanymi w literaturze pozwoliła określić mechanizmy fizyczne odpowiedzialne za właściwości magnetyczne kryształów Ge1-x-yPbxCryTe. Za ob-serwowane przejście magnetyczne w temperaturach 130–150 K odpowiedzialne są występujące w materiale wytrącenia Cr5Te8. Ich losowe rozmieszczenie w matry-cy oraz możliwa różna stechiometria poszczególnych wytrąceń w obrębie kryształu wpływają na obserwowany rodzaj uporządkowania magnetycznego jakim jest stan typu szkła spinowego.
W temperaturach T ∼ 40 K obserwowane jest magnetyczne przejście matrycy kryształów. Za uporządkowanie magnetyczne matrycy odpowiedzialne są daleko-zasięgowe oddziaływania pośrednie typu RKKY. Zmienna zawartość jonów chro-mu w matrycy wpływa na charakter obserwowanego przejścia. Dla ymtx ¬ 0.005 matryca przechodzi do stanu typu szkła spinowego, podczas gdy dla wyższych kon-centracji ymtx następuje przejście paramagnetyk-ferromagnetyk.
Wyznaczone w oparciu o zmodyfikowany model Sherringtona-Southerna wartości stałej wymiany pomiędzy jonem Cr a swobodnymi nośnikami przybierają warto-ści pomiędzy 1.51 a 2.34 eV, w zależnowarto-ści od koncentracji swobodnych nośników oraz zawartości ołowiu w poszczególnych kryształach. Tak znaczne wartości sta-łej Jpd pokazują, iż magnetyzm wytrąceń chromowych poprzez wytwarzanie stałe-go pola magnetycznestałe-go w znacznym stopniu wpływa na właściwości magnetyczne matrycy, a wyznaczone wartości Jpd należy traktować jako "efektywne". Obecna w kryształach Ge1-x-yPbxCryTe faza Cr5Te8 pozwala uzyskiwać relatywnie wyso-kie temperatury krytyczne matrycy przy jej niewielkim domieszkowaniu jonami magnetycznymi.
Część V
Podsumowanie i wnioski
13 Wpływ jonów manganu i chromu na właściwości
kryształów GePbTe - różnice i podobieństwa. . . 123 14 Uwagi końcowe . . . 125 15 Perspektywy dalszych badań . . . 127
123
13 | Wpływ jonów manganu i chromu na właściwości kryształów
GePbTe - różnice i podobieństwa
W części IV niniejszej rozprawy zostały przedstawione i omówione właściwo-ści strukturalne, magnetyczne i transportowe dwóch półprzewodników półmagnetycz-nych należących do grupy IV-VI układu okresowego pierwiastków tj. Ge1-x-yPbxMnyTe i Ge1-x-yPbxCryTe. Porównanie otrzymanych wyników eksperymentalnych i teoretycz-nych w/w materiałów prowadzi do następujących wniosków:
• Koncentracja jonów podstawieniowych w stopach zmieniała się w szerokim zakresie wartości, dzięki czemu możliwa była analiza jej wpływu na właściwości struktural-ne, magnetyczne i magnetotransportowe. Badania strukturalne wykazały, iż oba badane materiały stanowiły układ dwufazowy o zmiennym składzie i strukturze obu faz. Obserwowano matrycę bazującą na GeTe oraz rozmieszczone w niej kla-stry oparte na PbTe. Jony magnetyczne rozpuszczone zostały zarówno w matrycy jak i w klastrach obu związków. W kryształach domieszkowanych jonami chromu zaobserwowano ponadto wytrącenia fazy Cr5Te8.
• Właściwości magnetyczne obu półprzewodników półmagnetycznych znacząco różniły się między sobą. W kryształach Ge1-x-yPbxMnyTe obserwowano przejście matrycy układu do stanu typu szkła spinowego w zakresie temperatur od 44.0 do 92.7 K oraz oznaki przejścia magnetycznego klastrów w temperaturach poniżej 20 K. W przypadku próbek Ge1-x-yPbxCryTe w zakresie 130–150 K obserwowano przejście do stanu typu szkła spinowego związane z obecnością wytrąceń. Matryca domieszkowana jonami chromu wykazywała przejście do stanu szkła spinowego lub ferromagnetycznego, w zależności od koncentracji chromu w fazie, odpowiednio w zakresie 37.2–39.8 K oraz w temperaturze 56.0 i 66.4 K dla poszczególnych próbek. Nie zaobserwowano przejścia do stanu magnetycznie uporządkowanego klastrów w badanym zakresie temperatur. Fizycznymi przyczynami stojącymi za powstawaniem stanu szkła spinowego matrycy były dalekozasięgowe oddziaływania typu RKKY oraz obecny nieporządek magnetyczny i strukturalny prowadzący do frustracji spinowej w badanych układach. Stan typu szkła spinowego związany z wytrąceniami Cr5Te8 wynikał z ich losowego rozmieszczenia w matrycy oraz fluktuacji stechiometrii poszczególnych wytrąceń. W przypadku obu materia-łów właściwości magnetyczne matrycy wykazały możliwość obecności klastrów oddziałujących momentów magnetycznych wynikających z lokalnych fluktuacji koncentracji jonów magnetycznych.
124 V Podsumowanie i wnioski
• Oba związki chemiczne były półprzewodnikami o dziurowych charakterze przewodnictwa (wykazującymi znaczne koncentracje nośników ładunku rzę-du 1020÷1021 cm−3) i metalicznym typie przewodnictwa. W kryształach Ge1-x-yPbxMnyTe obserwowano przejście metal-izolator oraz hopping pomiędzy
• Oba związki chemiczne były półprzewodnikami o dziurowych charakterze przewodnictwa (wykazującymi znaczne koncentracje nośników ładunku rzę-du 1020÷1021 cm−3) i metalicznym typie przewodnictwa. W kryształach Ge1-x-yPbxMnyTe obserwowano przejście metal-izolator oraz hopping pomiędzy